人工智能实验报告 - 图文

《人工智能》课外实践报告

项 目 名 称： 剪枝法五子棋 所 在 班 级： 2013级软件工程一班 小 组 成 员：李晓宁、白明辉、刘小晶、袁成飞、程小兰、李喜林

指 导 教 师： 薛笑荣 起 止 时 间： 2016-5-10——2016-6-18

安阳师范学院 《数据库高级应用》课外实践报告·

项目基本信息

项目名称 五子棋 智力小游戏作为人们日常休闲娱乐的工具已经深入人们的生活，五子棋更成为了智力游戏的经典，它是基于AI的αβ剪枝法和极小极大值算法实现的人工智能游戏，让人们能项目简介 和计算机进行对弈。 这个项目我们实现了当人点击“开始”按钮时，开始下棋，当人的棋子落时，计算机会根据算法进行最佳路径计算，然后落子下棋。任何一方赢了都会弹出哪方赢了。然后单击重新开始。 李晓宁 130904021 白明辉 130904001：负责界面实现和估值函数设计 文档整理 刘小晶 130904032 袁成飞 130904051：负责极小极大值算法任务分工 的设计与实现 李喜林 130904019 程小兰 130904004：负责αβ剪枝法的设计与实现 一、 系统分析

1.1背景

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1.1.1 设计背景

智力小游戏作为人们日常休闲娱乐的工具已经深入人们的生

活，五子棋更成为了智力游戏的经典，它是基于AI的αβ剪枝法和极小极大值算法实现的人工智能游戏，让人们能和计算机进行对弈。 能使人们在与电脑进行对弈的过程中学习五子棋，陶冶情操。并且推进人们对AI的关注和兴趣。

1.1.2可行性分析

通过研究，本游戏的可行性有以下三方面作保障 （1）技术可行性

本游戏采用Windows xp等等系统作为操作平台，使用人工智能进行算法设计，利用剪枝法进行编写，大大减少了内存容量，而且不用使用数据库，便可操作，方便可行，因此在技术上是可行的。 （2）经济可行性

开发软件：SublimText （3）操作可行性

该游戏运行所需配置低、用户操作界面友好，具有较强的操作可行性。

1.2数据需求

五子棋需要设计如下的数据字段和数据表：

1.2.1 估值函数：

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估值函数通常是为了评价棋型的状态，根据实现定义的一个棋局估

值表，对双方的棋局形态进行计算，根据得到的估值来判断应该采用的走法。棋局估值表是根据当前的棋局形势，定义一个分值来反映其优势程度，来对整个棋局形势进行评价。本程序采用的估值如下：

状态 眠二 假活三 眠三 活二 冲四 假活三 活三 活四 连五 分值 2 4 5 8 12 15 40 90 200

一般来说，我们采用的是15×15的棋盘，棋盘的每一条线称为一路，包括行、列和斜线，4个方向，其中行列有30路，两条对角线共有58路，整个棋盘的路数为88路。考虑到五子棋必须要五子相连才可以获胜，这样对于斜线，可以减少8路，即有效的棋盘路数为72路。对于每一路来说，第i路的估分为E(i)=Ec(i)-Ep(i)，其中Ec(i)为计算机的i路估分，Ep(i)为玩家的i路估分。棋局整个形势的估值情况通过对各路估分的累加进行判断，即估值函数： 72

F（n）= Σ E(i) i=1 1.2.2 极小极大值算法:

极大极小搜索算法就是在博弈树在寻找最优解的一个过程，这主要

是一个对各个子结点进行比较取舍的过程，定义一个估值函数F(n)来分别计算各个终结点的分值，通过双方的分值来对棋局形势进行分析判断。以甲乙两人下棋为例，甲为max，乙为min。当甲走棋时，自然在博弈树中寻找最大点的走法，轮到乙时，则寻找最小点的走法，如此反复，这就是一个极大极小搜索过程，以此来寻找对机器的最佳走法。

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1.2.3. αβ 剪枝法:

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β剪枝算法简单来说，就是在搜索过程中减少一定的冗余现象，

如已经找到极大值，执行该走法就可以获胜，则无须再往下进行搜索比较，此过程即为剪枝。对于极大的MAX结点，称为α剪枝；反之为β剪枝。具体规则可以简单描述如下：

α剪枝：对于极大值层结点的α值如果不小于它的任一祖先极小值层结点的β值，即α(后续层)≥β(祖先层)，则可中止该极大值层中这个MAX节点以下的搜索过程，这个MAX节点最终的倒推值就确定为这个α值。

β剪枝：对于极小值结点层的β值如果不大于它任一祖先极大值层结点的α值，即α(祖先层)≥β(后续层)，则可中止对该极小值层中这个MIN节点以下结点的搜索，这个MIN节点最终的倒推值就确定为这个β值。[2]

αβ剪枝可以进一步进行改进，在走棋过程中，在中心先下的一方往往有一定的优势，双方的搏斗纠缠都是在争夺最佳位置，可以考虑从中心往外螺旋进行扩展搜索；另外由于防守的需要，落子的位置通常也是在彼此下子的附近，因此可以优先考虑在这些位置进行搜索，也就是对落子位置进行排序预先搜索，更进一步的缩减冗余现象，进而提高搜索效率和行棋质量。

1.3事务需求

此游戏主要应用于人类与计算机的对弈功能。具体功能如下所述： 1.人：点击开始 找位置 下棋

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